Коммерциялық емес акционерлік қоғамы
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Электр станциялары, тораптары мен жүйелері кафедрасы
ЭЛЕКТР СТАНЦИЯЛАРДЫ ЖОБАЛАУ
5В071800 – Электр энергетика мамандығы бойынша оқитын барлық оқу түрінің студенттері үшін курстық жобаны орындауға арналған әдістемелік нұсқау
Алматы 2010
ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Г.Х. Хожин ,Р.М. Кузембаева, С.Е. Соколов. 5В071800 – Электр энергетика мамандығы бойынша оқитын барлық оқу түрінің студенттері үшін курстық жобаны орындауға арналған әдістемелік нұсқау. Алматы: АЭжБУ, 2010. – 23 бет.
Ұсынылған жұмыста «Электр станцияларды жобалау» пәні бойынша курстық жобаны орындауға әдістемелік нұсқаулар мен тапсырма нұсқасы келтірілген.
Кіріспе
«Электр станцияларды жобалау» пәні бойынша курстык жобалау 5В071800-Электроэнергетика мамандығының «Электр станциялары» мамандандырылуы бойынша оқитын студенттермен орындалады. Бұл жұмыс «Электроэнергетика. Электр стансалары», «Электр станциялары және қосалқы станциялары», «Электр станцияларын жобалау» пәндерін менгерудің қорытынды сатысы болып табылады. Бұл жұмыста аталған курстардың бірінші және екінші курсы бойынша үш семестрлік жұмыс келесі тақырыптарда студенттермен орындалды:
- ЖЭО генераторларының түрін таңдау;
- ЖЭО құрылымдық сұлбаларын таңдау;
- жүктеме балансын құру;
- трансформаторлардың түрін, санын және қуатын таңдау;
- қысқа тұйықталу тогын есептеу;
- жоғары кернеулі ажыратқыштар мен айырғыштарды таңдау;
- ЖЭО принциптік сұлбасын орындау және өңдеу (жасау).
1 Курстық жобаның тапсырмасы мен мақсаты
Бұл жұмыстың мақсаты студенттерді алған білімдерін пайдаланып нақтылы есептерді өз бетімен шығарып үйренуді дамыту болып табылады. Бұл жұмыста конденсациялық станцияларды (КЭС) жобалаудың келесі сұрақтары шешілуі қажет:
- бас сұлбаны өңдеу жасау);
- ТҚ сұлбаларын өңдеу(жасау);
- электр станцияларының өзіндік мұқтаждықтары;
- тұрақты ток қондырғылары.
2 Жұмыс көлемі мен мазмұны
Курстық жобада КЭС генераторларын және трансформаторларын таңдап, бас сұлбаны өңдеп ТҚ сұлбасын таңдау қажет, сонымен қатар қысқа тұйықталу тоғын есептеп, ажыратқыштарды, айырғыштарды және бір жоғарғы кернеуде жинақтау шинасын таңдау, өлшеуіштік трансформаторларды және өлшеуіш құралдарды таңдау, өзіндік мұқтаждық сұлбасын өңдеу және тұрақты ток құрылғысын таңдау керек. Түсіндірмелік жазба 35-40 бет көлемінде АУЭС стандартына сәйкес орындалады [18]. Жазбада қысқаша түрде барлық есептеулер, негізгі жағдайлар мен қабылданған шешімдер келтірілуі керек.
А1 пішімінің жеке бетінде электр сұлбалары стандартына сәйкес КЭС бірсызықты сұлбасы орындалуы қажет.
3 КЭС құрылымдық сұлбасы
Конденсациялық электрстанциялар тарихтан мемлекеттік аудандық электрстанциялар (МАЭС) атауына ие. Олар номиналды кернеуі 10,5-24 кВ және қуаты 100, 200, 300, 500 және 800 МВт (1200 МВт турбоагрегат бар) агрегаттармен жобаланады. Көптеген салынған КЭС негізгі агрегаттардың қуаты 300-500 МВт-қа дейін болады. Олар жылу электр орталықтарымен бірге электр энергетиканың негізін құрайды және олардың үлесіне орнатылған қуаттың және өндірілген электроэнергияның ~70%-ы тиесілі.
Конденсациялық электр станцияларды отын және су көздерінің қасында, электрэнергия тұтыну көздерінің орталықтарынан 100-300 км және одан да көп қашықтықта орналастыруға тырысады. ӨМ шығынын ескергендегі КЭС-ның барлық қуаты, жоғары кернеу (110 кВ және одан жоғары) тораптарына беріледі. Электрстанциялардағы есептік істен шығуды ескеріп, энергожүйедегі параллелді жұмыс істеу тұрақтылығын сақтау шартына сәйкес КЭС генераторларының қуатын, неғұрлым үлкейтіп таңдайды [1], яғни:
|
|
(3.1) |
мұнда 
- есептік істен шығудағы өндірілген
қуат шамасының төмендеуі;
- тұрақтылық шарты бойынша шекті
мән.
Ереже бойынша, КЭС-да жоғары кернеулі ТҚ саны екіден аспайды. Оның бірі орта кернеулі, жергілікті аудан тұтынушыларын электрэнергиясымен қамтамассыз етеді, ал келесі, жоғары кернеулі – электрстанция қуатын жүйеге беру үшін қолданылады. КЭС агрегаттарының бірлік қуаттары, олардың құрылымдық сұлбасын блоктік принцип бойынша қарастырылуын талап етеді. Осыған орай генераторлық кернеу тізбегінде қысқа тұйықталу тоғының қолданбалы деңгейі қамтамассыз етіледі.
Генераторларды көп жағдайларда жоғарлатқыш трансформаторлармен бірлік блок сұлбасы бойынша (3.1 суретті қара) жалғайды. Генератор тізбегінде генераторлық ажыратқыштарды (немесе жүктеме ажыратқышы) – энероблоктардың сенімділігін қамтамассыздандыратын қосымша тізбектік элементтерді орнатады. Бір жағынан, генераторлық кернеу жағынан сенімділігі төмен жоғарғы кернеу жағындағы ажыратқыштың коммутация саны азаяды. Сонымен қатар, генераторлық ажыратқыштарды орнату өзіндік мұқтаждық (ӨМ) жұмысшы трансформаторларынан, блокті қосып ажыратуға мүмкіндік туғызады. Бұл ӨМ жүйе сенімділігін арттырады сонымен қатар жұмысшы және резервтік трансформаторлар қуатын бірдей алуға мүмкіндік жасайды. Генераторлық ажыратқыштарды қолданудағы тиімді сапа саны артығырақ деп болжайды.
Қажетті қуаттағы блок трансформаторын дайындау қиындығы кезінде, қуаттары төмен екі блокты трансформатор сұлбасы қолданылады (3.1,б суретін қараймыз). Қуатты энергоблоктарды, мысалы, қуаты 1200 МВт, генератордың параллельді орамаларын трансформатордың тарамдалған орамаларына коммутациямен қосады (3.1,в суретті қара).
Блоктың, жоғары кернеулі екі ТҚ – мен байланысы болса, онда
3.1, г және д суретінде келтірілген сұлбалар қолданылуы мүмкін. 3.1,г, суретіндегі яғни үшорамдық блокті трансформаторлы сұлба, бейтарап нүктесін жерлендіру режімі әртүрлі тораптарды 110-220/35/6-10 кВ байланыстыру үшін қолданылады. 3.1,д суретіндегі сұлбаны тиімді жерге қосылған тораптарға пайдалануға болады.
Автотрансформаторлы блокты сұлбаны қолдану кезінде (3.1,д суретті қара) екі принципиалды сәттерді ескеру қажет. Біріншіден, автотрансформатор қуаты келесі шартты қанағаттандыру қажет:
(3.2)
мұнда 
- генератордың номиналды қуаты;
- ОК-дегі неғұрлым көп
жүктемесі;
- типтік қуат коэффициенті [1,11].
Екіншіден, автотрансформаторларды блокта қолдану тек келесі жағдайда ақталады,егер төменгі кернеу торабынан жоғары кернеу торабына берілетін қуаттан басқа, орта кернеу торабынан жоғары кернеу торабына берілетін тұрақты қуат ағыны болуы керек. Қарсы жағдайда автортрансформатордың жалпы орамдарынан шекті жүктеме шарты бойынша номиналды қуаты толық пайдаланылмай қалады.
Жоғары кернеулі ТҚ қосылу санын үнемдеуге ұмтылу ірілендірілген (3.1,е суретін қараймыз) немесе біріктірілген (3.1,ж суретін қараймыз) блокты сұлбаны қолдануға алып келеді. Блоктарды ірілендіру немесе біріктіру (3.1) критериімен анықталады. 1,е суретіндегі сұлба жеткілікті түрде иілгіш емес, өйткені блоктық трансформаторды жөндеу және оның апаттық жағдайы бірден көбірек турбогенераторлардың жұмыс режімін анықтайды. Жылу электр станциясында, белгіленген қуаттың жұмыс істеу уақыты көп болса (5500-6500ч), ол тәжірибе түрінде кездеспейді және арнайы тексеруді талап етеді. 3.1,ж суретіндегі сұлба қуаты 800 МВт-қа дейінгі блоктарды біріктіруге қолданады.
КЭС құрылымдық сұлбалары 3.2, суретінде көрсетілген, мұнда блоктар және (авто)трансформаторлар саны шартты түрде көрсетілген. Егер электр станция қуаты бір жоғары кернеуде көрсетілсе, онда барлық блоктар осы кернеу арқылы ТҚ-на қосылады ( 3.2,а суретін қараймыз). Екі жоғары кернеулі ТҚ-на және тиімді жерлендірілген тораптарда 3.2,б суретінде көрсетілген сұлба алынады. Бұл құрылымдық сұлбаның неғұрлым кеңінен таралған нұсқасы деп айтуға болады. 3.2,в суретіндегі сұлба неғұрлым сирек қолданылады. Бұл автотрансформаторлардың номиналды қуатын қолдану тиімділігімен байланысты (3.1,д суретінен сұлбаға түсініктемені көреміз). Егер орта кернеуде берілетін қуат, генератор қуатынан 15-20% -ға төмен болған жағдайда 3,2,г. суретінде көрсетілген сұлба қолданылады.
3.1 сурет - Блокты сұлбалардың нұсқалары
3.2 сурет–КЭС құрылымдық сұлбалардың нұсқалары
КЭС құрылымдық сұлбаларын таңдаған кезде энергоблоктар төменгі маневрлі екенін умытпау керек. Қыздыру, айналу жылдамдығын жеделдету, синхрондау және агрегаттар жүктемелерінің жинағы 3-12 сағ. уақыт аралығында болады, сонымен қатар, синхронизациядан кейінгі жүктеме жиынтығы – 0,5-1,5 сағ уақыт аралығында болады. Соған қоса, энергоблоктың шекті жүктемесінің төмендігін ескеру керек (технологиялық минимум). Ол қазандық пешіндегі алаудың жану тұрақтылығымен анықталады және блоктың номиналды қуатынан 30 (газмазуттық блоктар) 65%-ға (тозаң көмірлі) дейін жетеді.
3.1 КЭС құрылымдық сұлбаларын таңдау мен негіздеудің әдістемелік жағдайы
Әдебиет деректеріне сәйкес [1-9] КЭС сұлбаларын таңдау және әдістемелік жағдайын негіздеуге болады.
3.1.1 Электр станциясының құрылымдық сұлбасы әдетте екіден көп емес жоғары кернеулі ТҚ-ын қарастырады. Жоғары кернеуде электр станцияның жүйемен байланысы іске асырылса, орта кернеуде жергілікті ауданның электрмен жабдықталуы қамтамассыз етіледі, генераторлық кернеу төменгі кернеу сатысы болып табылады.
Есептерді ұйғару үшін неғұрлым қатаң есептік шарттарға бағытталуға тура келеді, мұнда қарастырылатын электр станцияда тек-қана жоғарлатылған кернеулі тораптар арасында (авто)трансформаторлық байланыс болады.
3.1.2 Қалыпты режімде жергілікті ауданды электрмен жабдықтауды қамтамассыз ету үшін орта кернеулі ТҚ-на бірнеше блоктар жалғанады. Бұл мезгілде жоғары кернеулі ТҚ-мен электрстанция арасында (авто) трансформаторлық байланыс арқылы өтетін минималды қуат ағыны болуы керек. Басқа тең шарттарда бұл сұлба электроэнергия және қуат шығынын төмендетеді.
3.1.3 Блокты трансформаторлардың қуаты агрегаттардың барлық иелік қуатының берілуі шартымен таңдалынады. Турбогенераторлар қуаты және блоктық жоғарлатқыш трансформаторлар қуаты келісілген болуы қажет. Мысалы, турбогенераторлар қуаты (МВт) және блоктық трансформаторлар қуатының (МВА) қатынасы: 32/40; 63/80; 100/125; 200/250; 300/400; 500/630; 800/1000; 1000/1250; 1200/1600.
3.1.4 Электр станцияда ірілендірілген немесе біріктірілген блокты қондырғыларын қолдану тиімділігі (3.1) критериі бойынша бағаланады.
3.1.5 Жоғары кернеулі ТҚ-мен станция арасындағы (авто)трансформаторлық байланысын таңдағанда қалыпты және апатты режімдер ұзақтылығымен қатар (авто)трансформаторлардың [1,11] жүйелік асқын жүктелуіне көңіл бөлінеді.
Егер қалыпты режімде қуат ағыны жоғарғы кернеу ТҚ-нан орта кернеу ТҚ-на бағытталған болса, онда бір байланыс (авто) трансформаторын орнату, жөндеу режімінде тұтынушыларды толық электрмен жабдықтау тарапынан, рұқсат етілмейтін жағдай.
Егер қалыпты режімде қуат ағыны қарама-қарсы бағытта болса, онда жөндеу режімінде электр станцияның барлық иелік қуатын жүйеге беру қажеттілігі жайлы қатаң есептік шартты қолдану ақталған болып есептеледі, ол өз кезегінде екі байланыс (авто) трансформаторларды орнатуды қамтамассыз етеді.
4 Электр станцияның құрылымдық сұлбаларын таңдау және негіздеу әдістемелігі
Электр станцияның құрылымдық сұлбасын таңдау және негіздеу әдістемелігі жеңілдетілген немесе нақтыланған әдістеме бойынша жүргізіледі. Біріншісінің негізінде ұйғарым бар, қалыпты және жөндеу режімінде және де сұлба элементтерінің бірлік істен шығу кезінде электр станцияның жүйеге қуат беруі және тұтынушыларды электрмен жабдықтау шектелмеуі қажет. Әдістемелер блоктық электр станция үшін және көлденең байланысы бар электр станция үшін ерекшеленеді. (Бакалавриатта оқитын студенттерге, жеңілдетілген әдістемені қолдану жетекілікті болып табылады).
4.1 Блоктық электр станцияларының құрылымдық сұлбаларын таңдау мен негіздеудің жеңілдетілген әдістемелігі
4.1.1 Электр станция бойынша алғашқы
мәліметтер беріледі: құрылыс ауданы, өндіруші
агрегаттардың саны және номиналды қуаты Рагр.ном(Sагр.ном);
өндіруші агрегаттардың және жергілікті аудан
тұтынушыларының жазғы және қысқы
маусымындағы жүктеме графигі; энергожүйенің параллелді
жұмыс тұрақтылығын сақтау шарты бойынша электр
станциядағы рұқсат етілген өндіруші қуаттың
төмендеуі - жүйеден резерв қуаты; жоғары
кернеулі ТҚ торабының номиналды кернеуі; ӨМ қуаты РСН
ном (SСН ном).
4.1.2 Агрегаттар жоғары кернеу ТҚ-сы арасында таратылады (3.1.2т).
4.1.3 35 және 110 кВ немесе 35 және 220 кВ ТҚ байланыстыру үшін nТ=2 мөлшерінде үш орамды трансформаторлар қолданылады. Кернеуі 110 кВ және одан жоғары ТҚ-да nТ=2 мөлшерінде үш орамды автотрансформаторлар немесе резервті фазалық үш бірфазалы автотрансформаторлар тобы қолданылады.
4.1.4 DРдоп>2Рагр.ном (п.3.1.4) жағдайында блоктарды ірілендіру немесе біріктіру мүмкіндігі ескеріледі (Курстық жұмыста ірілендірілген блоктарды қолданбауға болады).
Орта кернеулі ТҚ-на қосылған блоктарды ірілендіру және біріктіру ұсынылмайды.
4.1.5 Блокты жоғарлатқыш трансформаторының қуаты таңдалады (3.1.3т). Жалпы жағдайда ол барлық өндіргіш агрегаттарының рұқсатты жүйелік асқын жүктелуін ескергенде барлық иелік қуатын беруге жеткілікті болуы керек.
4.1.6 Қалыпты режім үшін ӨМ ескергендегі жоғарлатқыш кернеу ТҚ арасындағы (авто)трансформаторлық байланыс арқылы қуат ағыны анықталады.
Өндіргіш агрегаттың Рi жүктеме кезінде, ӨМ-қа шығындалатын қуат келесіге тең:
РСНi=(0,4+0,6Рi/Pагр.ном)РСН ном. (4.1)
Жүктеме графигі бойынша ағынның Sнб неғұрлым үлкен мәні анықталады.
4.1.7 Үшфазалы байланыс (авто) трансформаторының мәні келесі шарттан Sном³Sнб/2 алдын-ала белгіленеді. Sном бойынша (авто) трансформаторлардың түрі анықталады, ол ЖАР(РПН) қондырғысымен жабдықталуы қажет.
Резервті фазасы бар үш бірфазалы автотрансформаторлар тобын қолданғанда топтың номиналды қуаты Sном»Sнб тең болады.
4.1.8 Байланыс (авто) трансформаторлары қосылған қалыпты режіміне талдау жасалады. Онда (3.1.2т) электр станцияның жүйеге қуат беруі және тұтынушыларда жүйелік асқын жүктелуді ескеріп бір сатылы қуатқа берілген критерии төзімділігі болғанша, қуат беруі қамтамассыз етілуі қажет.
4.1.9 Келесі жаздық және қыстық кезеңдегі жүктеме графигі үшін жөндеу режімдері қарастырылады: байланыс (авто)трансформаторын жоспарлық жөндеу, орта кернеу ТҚ-на қосылған блоктың жоспарлық жөнделуі. Бұл режімдерде электр станцияның жүйеге қуат беруі және тұтынушылардың (авто)трансформаторының жүйелік асқын жүктелуін ескергендегі электрмен жабдықталудың қамтамассыз етілуі қажет. Бұл жағдайды орындағанда байланыс (авто)трансформаторлардың қуатын және жалпы электростансаның құрылымдық сұлбасын таңдағанда тапсырма аяқталды деп деп есептеуге болады.
Бір режімдік жөндеулерде (мысалы, жазғы кезең) электр станция қуатының жүйеге берілуі және тұтынушылардың электрмен жабдықталуы мүмкін, ал басқасында (мысалға, қысқы кезең) - ол шарт болмауы мүмкін. Онда маусымдық уақытқа (авто)трансформаторларды жоспарлы жөндеуге шектеу қойылады яғни жөндеуді, электр станция қуатының жүйеге берілуі және тұтынушылардың электрмен жабдықталуы шектелуі жоқ кезде қояды. Көрсетілген режімдердің ешқайсысында электр станция қуатының жүйеге беруі және тұтынушылардың электрмен жабдықталуы қамтамассыз етілмеуі мүмкін. Бұл жағдайда Sном бір сатыға артады және жөндеу режімдерінің талдануы қайталанады.
4.2 Мысал. Жеңілдетілген әдістеме бойынша КЭС құрылымдық сұлбаларын таңдау және негіздеуді орындау
4.2.1 КЭС құрылымдық сұлбасын таңдау керек. Электр станциясында номиналды қуаты 300 МВт (4.1 суретті қара) алты турбогенератор орнатылу жоспарланған. Олар жүктеме графигінің базалық бөлігінде жұмыс жасайды (4.2 сурет, жүктеменің жаздық төмендеуі анықталған, мысалы, технологиялық шектелуді ескергенде). 500 кВ кернеу кезінде электр станция қуатын жүйеге беру қарастырылады; 220 кВ кернеу кезінде жергілікті аудан тұтынушыларын электрмен жабдықтау қарастырылады. Олардың жүктеме графигі 4.3 суретінде көрсетілген. Ол барлық мерзімдерге шартты түрде бірдей болады. Электр станциядағы өндірілетін қуаттың максималды шекті түсуі энергожүйенің параллельді жұмыс тұрақтылығын сақтау шарты бойынша DРдоп=800 МВт. Турбогенераторлардың техникалық минималды жүктемесі 30 % (90 МВт) құрайды. 220 және 500 кВ ТҚ , және де ӨМ қажетті қуат коэффициенті 0,85. Блокты номиналды жүктегенде ӨМ шығын 6 %-ды құрайды.
4.2.2 Орта кернеулі ТҚ-на бір турбогенераторды қосу ұсынылады. Бұл жағдайларда 220 және 500 кВ ТҚ арасында қуат ағыны қалыпты режімде минималды (4.2 және 4.3 суретін қараймыз ) болады.
4.1 сурет– Электр станцияның 4.2 сурет– Турбогенератордың
жүйеде орналасуы жүктеме графигі
4.2.3 220 және 500 кВ ТҚ арасына автотрансформаторлық байланыс қолданылады. 500 кВ кернеу кезінде [10] үш бірфазалы автотрансформаторлардың АОДЦТН-167 000/500/220 минималды номиналды қуаты 500 МВ×А-қа тең.
4.2.4
Электр станцияда екі
турбогенератор ірілендіру немесе біріктірілу мүмкін, өйткені
оның қорытынды қуаты 2×300=600 МВт 
800 МВт-тан аспайды.
Блоктарды кеңейту сұлбалары жеткілікті түрде иілгіш емес. Онда блоктық трансформатордың жөндеулік және апаттық күйі бір турбогенератордан кем емес жұмыс режімін анықтайды және арнайы негіздеуді қажет етеді. Біріктірілген блокты сұлба айтылған кемшіліктерден аулақ және сол себепті 500 кВ жағына қолдануға ұсынылады.
4.2.5 Турбогенераторларды 220 кВ ТҚ-на қосу үшін блокты жоғарлатқыш трансформатор ТДЦ-400 000/220 [10] таңдалады, ал 500 кВ ТҚ-на – ТЦ-400 000/500 [10]. Олардың номиналды қуаты 400 МВ×А тең, ол Sагр.ном=353 МВ×А (4.2 суретті қара) жоғары.
Осылайша, 4.5 суретінде көрсетілген электр станцияның құрылымдық сұлбасы құрылады.
4.2.6 Қалыпты режім үшін 220 және 500 кВ ТҚ арасында автотрансформаторлық байланыс арқылы ӨМ ескергендегі қуат ағыны тұрғызылады (4.4 суретін қараймыз).
Sпер=Sагр-SСН-Sнагр (4.2)
мұнда Sагр –220 кВ ТҚ қосылған турбогенератор жүктемесі (4.2 суретін қараймыз);
SСН –4.2 суретін ескеріп 0,85 қуат коэффициенті бар (4.1) формуласымен есептелінген ӨМ шығындалған қуат ;
Sнагр – жергілікті аудан тұтынушылардың жүктемесі (4.3 суретін қараймыз).
4.3 сурет– Жергілікті аудан 4.4сурет– автотрансформаторлық
тұтынушыларының жүктеме графигі байланыс арқылы қуат ағыны
4.5 сурет– Бір байланыс автотрансформаторы бар КЭС-тың құрылымдық сұлба нұсқасы
4.4 суретіндегі қуат ағыны 220 кВ ТҚ - нан 500 кВ ТҚ-на (жүйеге қуат бурілуі) шартты түрде оң бағытта болады.
4.2.7 4.2.3 т. көрсетілген минималды номиналды қуаттағы 500 МВ×А үш бірфазалы автотрансформаторлар тобының қолдану ыңғайлылығы айтылады, өйткені ол Sнб=97 МВ×А (4.4 суретті қара) асады.
4.2.8 Сұлбаның барлық элементтері жұмыста болған кездегі қалыпты режім талданады. Онда байланыс автотрансформаторы (4.2.7 т. қара) электр станцияның қуатын аса жүктелусіз толық жүйеге берілуін қамтамассыз етеді (4.4 суретті қара).
4.2.9 Жөндеу режімдерін қарастырамыз. Байланыс автотрансформаторының жоспарлық жөндеу кезінде әрбір фаза кезекпен резервті фазаға ауыстырылады. 220 кВ ТҚ қосылған энергоблоктың жұмыс режімі, жергілікті аудан тұтынушыларының жүктеме графигімен (4.3 суретті қара) анықталады. Блоктың минималды жүктемесі (4.3 суретті қара) 200 МВт, ол оның технологиялық минимумынан (90 МВт) жоғары. Сол арқылы энергоблоктың және жергілікті аудан тұтынушыларының тұрақты жұмысы қамтамассыз етіледі. Сонымен бір мезгілде 4.4 суреттегі график бойынша электр станцияның жүйеге қуат берілісі шектеледі. Қарастырылған жағдайда жүйедегі қуат балансы осы немесе басқа әдіспен қамтамассыз етіледі, мысалы, электр тоғының қысқа уақытта жиілігінің төмендеуіне байланысты. Осындай жағдайда, қарастырылған жөндеу режімі қолдануға тиімді болып табылады.
220 кВ ТҚ-на қосылған энергоблокты жоспар бойынша жөндеу кезінде, байланыс автотрансформаторы арқылы өтетін қуат ағыны жергілікті аудан тұтынушыларының жүктеме графигімен (4.3 суретін қараймыз) анықталады және 249 МВ×А шамасына жетеді, ол байланыс автотрансформаторының номиналды қуатынан 500 МВ×А төмен болады.
Осылайша, байланыс автотрансформаторы барлық жөндеу режімдерінде аса жүктелуге соқтырылмайды, сол себепті 4.5 суретіндегі электр станцияның құрылымдық сұлбасы таңдалынады.
5 Қысқа тұйықталу токтарын есептеу, электр аппараттарын және өлшеу жүйесін таңдау
Курстық жобалауда қысқа тұйықталу Қ.Т тоғын есептеу ЭЕМ арқылы бір нүкте үшін (орта кернеудегі ТҚ шиналарында) жүргізіледі. Есептеу кезінде GUFAULTS бағдарламасын [16] қолдану керек. Электр аппараттарын таңдау [17] жұмыста жүргізілетін таңдауға ұқсас.
Өлшеуіш құралдарын және трансформаторларды таңдау кезінде [1,11] келтірілген ұсыныстарды қолдану қажет.
6 КЭС өзіндік мұқтаждығы
6.1 Өзіндік мұқтаждықтың электрқондырғыларын жобалау
Станцияның ӨМ электрқондырғылары көп жағдайда жұмысшы машиналар мен механизмдердің (сорғылар, желдеткіштер, диірмендер, көтергіштер және т.б.) электржетегін пайдаланады, олар ӨМ барлық қуатының 90 % на дейін қуатын қолданады. Электр қабылдағыштардың қалған түрлері электр жарықшамдарымен, электржылытқыш құралдарымен, түрлендіргіш қондырғыларымен және дәнекер трансформаторларымен көрсетіледі.
Өзіндік мұқтаждық тұтынушыларын электрмен жабдықтау жүйесі (ӨМЭЖ), электрқозғалтқыштарды таңдағаннан кейін, жарықтандыру есебі және 6-10 және 0,4 кВ кернеудегі айнымалы және 0,23 кВ тұрақты тоқтың басқа тұтынушылардың жүктемесін анықтағаннан кейін жобаланады.
ӨМЭЖ жобалау электр қосылыстарының принципиалды сұлбасын таңдаудан және оның бас сұлбаға жалғануынан басталады. ӨМ жұмысшы және резервті қоректенуі бас сұлба қуатынан төмендеткіш трансформаторлар немесе реакторлар арқылы қуатты бөліп алу жолымен іске асырылады. ӨМ-та аса жауапты тұтынушылары үшін тәуелсіз резервті қорек көздері қарастырылады: дизель-генераторлар, бас генераторлар білігіндегі қосымша генераторлар, түрлендіргіштер мен инверторлы аккумуляторлық батареялар, сыйымдылықты және индуктивті энергия жинағыштар.
ӨМ электрқондырғылары станцияның (қосалқы станцияның), жауапты жүйе бөлігі болып есептелінеді, өйткені жүйе бөлігінің істен шығуы станциядағы және БЭЖ-дегі апатқа алып келеді. ӨМ электрқондырғылары өндірілетін энергияның біршама бөлігінің тұтынушысы болып табылады.
Төменде әртүрлі станция түрлері үшін максималды жүктемелері келтірілген (пайыздық көрсеткіште) [19]:
РӨМ/Рорнат.
Тозаңкөмірлі ЖЭС...................................................8-14
Газмазуттық ЖЭС....................................................5-7
Тозаңкөмірлі КЭС......................................................6-8
Газмазуттық КЭС.....................................................3-5
Су жылу тасығышты АЭС .....................................5-8
Аз және орта қуатты СЭС ................................3,0-2,5
Үлкен қуаттағы СЭС ........................................1,0-0,5
Түпкі қосалқы станция үшін ӨМ тұтынатын қуаты – 50-200 кВт, ал түйіндік қосалқы станция үшін – 200-500 кВт.
ӨМЭЖ жобалау кезінде әртүрлі кернеудегі ӨМ электрқондырғыларының құрамын олардың қуатын және ПУЭ бойынша санатын білу қажет. (Курстық жобалауда максималды жүктеменің жоғарыда келтірілген мәліметтерін қолданса жеткілікті болады).
6.2 КЭС өзіндік мұқтаждығының сұлбалары
КЭС ӨМ тұтынушылары блоктық және станциялық болып бөлінеді. Блоктық тұтынушылар ӨМ трансформаторларынан (ӨМТ) қоректенеді. Жалпы станциялық жүктеме блоктар арасында бірқалыпты таралады. Құрылыс сатысында жалпы станциялық жүктеме жергілікті 6-110 кВ тораптан қоректенеді, содан кейін бірінші және екінші блоктар кезегінің тораптарына өтеді.
Блоктық ӨМ трансформаторлары генератор мен жоғарлатқыш трансформатор арасында қосылады. Генераторлық ажыратқыштар бар болған жағдайда ӨМ трансформаторлары жоғарлатқыш трансформаторлар жағынан қосылады.
ЖЭС-да ӨМ қоректендіру үшін екі түрлі кернеу деңгейі қолданылады: 6 кВ– қуаты 200 кВт және одан жоғары күшті электроқозғалтқыштарды қоректендіру үшін, 380/220 В – кішкентай қозғатқыштарды қоректендіріп және жарықтандыру үшін. 6кВ орнына 3кВ керенеу деңгейін қолдану станцияның бар жағдайын кеңейту ретінде болады.
160 МВт және одан жоғары әрбір блоктың екі 6 кВ ӨМ секциясы болуы керек. 120 МВт- қа дейінгі блоктар қазандықта бір секциясы болады.
Секция қоректендіруін резервтеу, резервтік ӨМТ (РӨМТ) келетін АРҚ арқылы жалғанған резервтік 6 кВ магистраль арқылы іске асырылады. Резервті ажыратқыштар 2-3 блоктан кейін ажыратқыштармен секцияланады және РӨМТ дан кірісінде ажыратқышы болады. РӨМТ саны генераторлық ажыратқыштар болмаса: 1 - блоктар саны екіге дейін болса; 2 – егер блок саны 3 тен 6 –ға дейін болса; 3, оның біреуі қоймалық резерв үшін, - 7 блоктар және одан жоғары. Генераторлық ажыратқыштар болса: 1 - ден 2 блокқа дейін болса; 2, оның біреуі қоймалық резерв үшін - 3 блок және одан жоғары болса. Әрбір резервтік трансформатор қуаты жұмысшы трансформатордың қуатына тең болады.
Әрбір блокта 0,4 кВ екі ӨМ секциясы қарастырылады. Әрбір секцияның жұмысшы және резервті (АРҚ ты) қоректену көзі болады. 0,4 кВ секциясының жұмысшы қоректенуі өз блогының 6 кВ секциясынан іске асырылады, резервтік қоректену – 6 кВ секциясынан және басқа блоктардан іске асырылады.
КЭС 6 кВ ӨМ сұлбасының нұсқалары 6.1 суретінде көрсетілген. 6.1,а,б суретіндегі сұлбаларда резервті қосу деп аталатын трансформаторлар (РҚТ) қолданылады.
Жұмысшы ӨМТ қуаты блокты жүктеме қуаты бойынша, блок секцияларына қосылған жалпы станциялық жүктеме үлесін ескеріп таңдалынады. ӨМТ бұл сұлбалары блоктың тоқтап қосылуын қамтамассыз етпейді, бұл мақсатта РҚӨМТ қолданылады, олардың әрқайсысы бір блоктың ӨМТ ауыстыруды және бір мезгілде екінші блоктың қосып ажыратылуын қамтамассыз етуі қажет.
Әдетте РӨМТ және РҚӨМТ КЭС жоғарлатылған кернеу торабының төменгі торабына қосылады, байланыс автотрансформатордың үшінші орамдарында қосылады немесе генераторлық ажыратқышы бар блоктар тармағына қосылады.
6.3 КЭС бас сұлбасына тапсырмаға сәйкес студент 6.1 және 6.2 т.т. барлық ұсыныстарды және қажет болса әдебиеттер көздерін қолданып [11,17] өзіндік мұқтаждық сұлбасын өңдеуі қажет.
7 Тұрақты тоқ қондырғысы
Басқару тізбегінде, автоматиканы қорғау үшін алыстан басқару аппараттарын, сигнализация және апатты жарықтандыру үшін және де электр станция мен үлкен қосалқы станциядағы неғұрлым жауапты өзіндік мұқтаждық механизмдерін қоректендіру үшін аккумуляторлы батареялары бар тұрақты ток қондырғысы қолданылады.
Курстық жобада [11,15] келтірілген ұсыныстарға сәйкес, КЭС-ғы тұрақты тоқ тұтынушыларын анықтап, аккумулятор батареяларын таңдау қажет.
а)
б)
в)
6.1 сурет– КЭС 6 кВ ӨМ-ның сұлбалары: барлық блоктарда генераторлы ажыратқышы жоқ (а), блоктар бөлігінде (б, 2-5 блоктар) және барлық блоктардың (в) генераторлы ажыратқышы бар.
8 Тапсырмаға алғашқы мәліметтер
Өз нұсқасына сәйкес студент курстық жобалауға 1-ші кестеден алғашқы мәліметтерді таңдайды.
Жұмысты орындау үшін қосымша мәліметтер және барлық нұсқаға ортақ болып келетіндер келесі:
1 Станция жүктеме графигінің базалық бөлігінде жұмыс істейді. Станцияның жүйеге қуат беруі ЖК арқылы іске асырылады, ал берілген тұтынушыларды электрмен жабдықтау ОК-де іске асырылады.
Электр станцияның жүйедегі орналасуы 8.1 суретінде келтірілген.
8.1 сурет– Электр станцияның жүйедегі орналасуы
2 Генератордың жүктеме графигі ( 
-тың %-ы) 8.2 суретте келтірілген.
8.2 сурет– Турбогенератордың жүктеме графигі
3 Жергілікті аудан тұтынушыларының жүктеме графигі 8.3 суретінде көрсетілген.
8.3 сурет– Жергілікті аудан тұтынушыларының жүктеме графигі
4 ЖК ТҚ, ОК ТҚ, және де
ӨМ қажетті 
0,85-ке тең.
5 Қ.т. есептік нүктесі ретінде орта кернеу жинақтау шинасындағы қысқа тұйықталу тоғы қабылданады.
1 К е с т е – Курстық жобаға тапсырмалар нұсқалары
|
Нұсқа № |
Генератордың саны мен қуаты, МВТ Н |
Өзіндік мұқтаждықтың қуат шығыны,% |
ОК ТҚ,кВ ӨМТҚ |
ӨМ, жүктеме қуаты, МВт |
ЖК ТҚ, кВ ОКТҚ,кВ |
Жүйенің қ.т. қуаты, Sқ.т.,МВт |
Жүйемен байланысты желі саны n×1 |
|
1 |
6x110 |
5 |
110 |
160 |
220 |
3500 |
2x300 |
|
2 |
6x120 |
5 |
110 |
140 |
220 |
4000 |
2x250 |
|
3 |
6x160 |
5 |
220 |
250 |
500 |
4000 |
2x400 |
|
4 |
6x220 |
5 |
220 |
350 |
500 |
4000 |
2x300 |
|
5 |
6x200 |
5 |
220 |
300 |
500 |
3000 |
2x270 |
|
6 |
4x320 |
6 |
110 |
270 |
220 |
3000 |
2x250 |
|
7 |
4x300 |
6 |
110 |
240 |
220 |
3000 |
2x300 |
|
8 |
4x200 |
6 |
220 |
170 |
500 |
3000 |
2x350 |
|
9 |
4x500 |
6 |
220 |
400 |
500 |
4000 |
2x200 |
|
10 |
4x800 |
6 |
220 |
600 |
500 |
4000 |
2x280 |
|
11 |
5x110 |
8 |
110 |
120 |
220 |
3500 |
2x150 |
|
12 |
5x120 |
8 |
110 |
200 |
220 |
3000 |
2x100 |
|
13 |
5x200 |
8 |
220 |
320 |
500 |
3000 |
2x150 |
|
14 |
5x300 |
8 |
220 |
240 |
500 |
3000 |
2x300 |
|
15 |
5x500 |
8 |
220 |
370 |
500 |
4000 |
2x200 |
|
16 |
6x300 |
6 |
220 |
700 |
500 |
3500 |
2x300 |
|
17 |
6x500 |
6 |
220 |
1000 |
500 |
4000 |
2x250 |
|
18 |
3x110 |
6 |
110 |
90 |
220 |
3000 |
2x100 |
|
19 |
3x120 |
6 |
110 |
100 |
220 |
3000 |
2x150 |
|
20 |
3x160 |
6 |
110 |
140 |
220 |
3000 |
2x200 |
|
21 |
3x200 |
6 |
110 |
180 |
220 |
3000 |
2x100 |
|
22 |
4x110 |
7 |
110 |
180 |
220 |
3500 |
2x150 |
|
23 |
4x120 |
7 |
110 |
200 |
220 |
3500 |
2x170 |
|
24 |
4x160 |
7 |
110 |
250 |
220 |
3500 |
2x120 |
|
25 |
6x110 |
7 |
220 |
300 |
500 |
4000 |
2x200 |
|
26 |
6x200 |
7 |
220 |
550 |
500 |
4000 |
2x250 |
|
27 |
5x200 |
7 |
220 |
700 |
500 |
4000 |
2x230 |
|
28 |
5x300 |
6 |
220 |
800 |
500 |
4500 |
2x280 |
|
29 |
4x500 |
7 |
220 |
650 |
500 |
4500 |
2x270 |
|
30 |
5x110 |
6 |
110 |
250 |
220 |
3000 |
2x180 |
Әдебиеттер тізімі
1. Балаков Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Проектирование схем электроустановок. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006.
2. Электротехнический справочник /Под общ. ред. профессоров МЭИ. -М.: Издательство МЭИ, 200
3. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования; Учебное пособие /Под ред. И.П. Крючкова., В.А. Старшинова. – М.: Академия, 2005.
4. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. - М.: Академия, 2007.
5. Околович М.Н. Проектирование электрических станций. -М.: Энер-гоиздат, 1982.
6. Баков Ю.В. Проектирование электрической части электростанций с применением ЭВМ.-М.: Энергоатомиздат, 1991.
7. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. - 2 изд. -М.: Минэнерго СССР, 1981.
8. Электрическая часть станций и подстанций /под ред. Васильева А.А./.-М.: Энергоатомиздат, 1990.
9. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Учебник для вузов.-2 изд. –М.: Энергоатомиздат, 1986.
10. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для вузов. –М.: Энергоатомиздат, 1989.
11. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций
и подстанций: Учебник для техникумов. -3 изд. -М.: Энергоатомиздат, 1987.
12. Двоскин Л.И. Схемы и конструкции распределительных устройств. -3 изд. –М.: Энергоатомиздат, 1985.
13. Кузембаева Р.М., Соколов С.Е., Хожин Г.Х. Электрические станции и подстанции. Учебное пособие. –Алматы: АИЭС 2006.
14. Хожин Г.Х. Электр станцияларды жобалау. Оқу құралы,-Алматы: 2003.
15. Гук Ю.Б., Кантан В.В., Петрова С.С. Проектирование электрической части станций и подстанции. –Л.: Электроатомиздат. Ленинградское отделение, 1985.
16. Соколов С.Е., Хожин Г.Х. Расчет токов короткого замыкания в установках с напряжением выше 1000 В с помощью программы GUFAUTS. Методические указания для студентов специальности 050718 - Электроэнергетика по дисциплинам «Электрические станции и подстанции», «Проектирование электрических станций». –Алматы: 2008.
17. Хожин Г.Х., Соколов С.Е., Кузембаева Р.М. Электрические станции и подстанции. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы №2 для студентов всех форм обучения специальности 050718- Электроэнергетика -Алматы: АИЭС: 2009. -39 с.
18. Стандарт организации. Работы учебные. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию работ учебных. СТНАО 56023 – 1910 – 01 – 2009 -Алматы: АИЭС 2009.
19. Г. Хожин, Электр станциялары мен қосалқы станциялар. Оқулық – Алматы: «Ғылым» ғылыми баспа орталығы, 2002.- 312б.
Мазмұны
Кіріспе 3
1 Курстық жобаның тапсырмасы мен мақсаты 3
2 Жұмыс көлемі мен мазмұны 3
3 КЭС құрылымдық сұлбалары 4
3.1 КЭС құрылымдық сұлбаларын таңдау мен негіздеудің
әдістемелік жағдайы 7
4 Электр станциясының құрылымдық сұлбаларын таңдау мен негіздеу әдістемелігі 8
4.1 Блоктық электр станцияларының құрылымдық сұлбаларын таңдау мен негіздеудің жеңілдетілген әдістемелігі 9
4.2 Мысал. Жеңілдетілген әдістеме бойынша КЭС құрылымдық сұлбаларын таңдау және негіздеуді орындау 10
5 Қысқа тұйықталу тоқтарын есептеу және электр аппараттарын және өлшеу жүйесін таңдау 13
6 КЭС өзіндік мұқтаждығы 13
6.1 Өзіндік мұқтаждықтың электр қондырғыларын жобалау 13
6.2 КЭС ӨМ сұлбалары 14
7 Тұрақты ток қондырғысы 15
8 Тапсырмаға алғашқы мәліметтер 17
Әдебиеттер тізімі 20